OpenGL (GLM/C++) 中的四元数旋转问题

Question

我正在为教育目的编写游戏引擎，但我对旋转有点卡住了。 问题是我在 UI 中有 3 个方块来表示对象在欧拉角中的方向，从那里我可以更改值。

要更改它们，我调用：

void TransformComponent::SetOrientation(glm::vec3 eulerAxAngles)
{
    glm::vec3 euler_inRadians = glm::radians(eulerAxAngles);

    glm::quat newRot;
    double cy = cos(euler_inRadians.y * 0.5);
    double sy = sin(euler_inRadians.y * 0.5);
    double cp = cos(euler_inRadians.x * 0.5);
    double sp = sin(euler_inRadians.x * 0.5);
    double cr = cos(euler_inRadians.z * 0.5);
    double sr = sin(euler_inRadians.z * 0.5);
    newRot.w = cy * cp * cr + sy * sp * sr;
    newRot.x = cy * cp * sr - sy * sp * cr;
    newRot.y = sy * cp * sr + cy * sp * cr;
    newRot.z = sy * cp * cr - cy * sp * sr;

    m_Orientation = newRot * m_Orientation;
    UpdateTransform();
}

m_Orientation 是一个存储对象当前方向的四元数。我知道从欧拉到四元数的所有转换都可以由 glm 处理，但我改成这个来调试正在发生的事情......

然后，UpdateTransform() 执行以下操作：

void TransformComponent::UpdateTransform()
{
    m_TransformationMatrix = glm::translate(glm::mat4(1.0f), m_Translation) *
        glm::scale(glm::mat4(1.0f), m_Scale) * glm::mat4_cast(m_Orientation);


    //Set euler angles
    m_Rotation_InEulerAngles = glm::eulerAngles(m_Orientation);
}

而 m_Rotation_InEulerAngles 是可以从 UI 中看到的 vec3，用于更改对象方向的角度。

问题是当我尝试修改 3 个欧拉角之一时，3 个被修改，我的意思是，如果我修改 Roll 角（围绕 Z 轴），它也会修改 Pitch 和 Yaw（不是 Z 值，它是就像它为对象设置了另一个方向）。

在这个 gif 中，显示了平移/缩放是如何很好地执行的，但旋转（现在以弧度显示）没有很好地执行，它改变了整个方向，而不仅仅是我想要的轴上的方向：

https://gfycat.com/plushhonestargentineruddyduck

有人看到我做错了什么吗？

Answer 1

更改或设置方向与旋转不同：

要设置你的方向，你想这样做：

void setOrientation(glm::vec3 eular)
{
    m_Orientation = glm::quat(eular); // very simple
}

void setRotation(glm::vec3 eular)
{
    m_Rotation = glm::quat(eular); // very simple
}

要旋转，我们要使用 SLERP 集成旋转四元数：

void update(float deltaTimeS)
{
    glm::quat ident(1.0f);
    glm::quat rotation = glm::mix(ident, m_Rotation, deltaTimeS);
    m_Orientation = rotation * m_Orientation;
}

并得到你的旋转矩阵：

void setTransform()
{
    m_RotationMatrix = glm::gtx::quaternion::toMat4(quaternion);
}

有关四元数旋转的更多信息，请参见此处。